基于声子带隙特性的振动能量回收研究

本项目将振动能量在空间的分布看作机械波的传播，从而利用波传播的思想和方法来研究振动能量回收问题。首先全面深入地研究振动波在声子晶体功能材料中的波传播特性和规律，包括声子晶体结构的分波特性研究，声子晶体低频带隙特性的基础理论研究，有界声子晶体结构的边界效应对波传输的影响，及振动能量转换机理研究。在此研究基础上，将声子晶体带隙结构和压电微结构相结合作为振动能量回收的基本功能构件，研究一种基于声子晶体周期结构的高效紧凑且质轻的新型多尺度、分层次、多功能振动能量回收系统。并且应用水平集拓扑优化方法进行有界声子带隙结构和能将振动能转换为电能的压电微结构的优化研究。最后研制这种新型振动能量回收装置，并对通过此研究项目所获得的振动能量回收技术的先进性进行实际工程验证。

本项目将振动能量在空间的分布看作机械波的传播，从而利用波传播的思想和方法来研究振动能量回收问题。首先全面深入地研究振动波在声子晶体功能材料中的波传播特性和规律，包括声子晶体结构的能量局域化效应研究，声子晶体低频带隙特性的基础理论研究，有界声子晶体结构的边界效应对波传输的影响，及振动能量转换机理研究。在此研究基础上，将声子晶体带隙结构和压电微结构相结合作为振动能量回收的基本功能构件，研究一种基于声子晶体的新型高效多尺度、多功能振动能量回收系统。并且对声子带隙结构和能将振动能转换为电能的压电微结构的进行优化设计。最后制作处这种新型振动能量回收装置，并对其能量回收能力进行实际工程验证。